■燃料蒸発ガスは、燃料ホースからの透過や給油時の給油口の隙間から発生

●燃料蒸発ガスの計測は、SHED(Sealed Housing for Evaporative)と呼ばれる専用の試験設備で実施

燃料に由来するHC(炭化水素)は、排気管から排出されるだけでなく燃料タンクや燃料ホースなどからも蒸発ガスとして放出されるため、規制対象となっています。

ガソリン車から放出される燃料蒸発ガスの試験方法について、解説していきます。

●燃料蒸発ガス(エバポ)とは

ガソリン車では、排気管から放出される排出ガス中のHCだけでなく、燃料タンクや燃料ホースなどから燃料の蒸発ガスHCが大気に放出されます。燃料蒸発ガスは走行中だけでなく、駐車時や給油時にも排出され、その主成分HCは光化学オキシダントやPM2.5の原因物質です。

燃料蒸発ガスを抑える燃料蒸発ガス規制(エバポ規制)は、米国が先行して日本と欧州は追従する形で強化されています。

●燃料蒸発ガスはどこから発生?

燃料蒸発ガスには、主に3つの発生要因があります。

・透過
燃料ホースやその接続部、燃料タンクのようなゴムや樹脂などの微小な孔を通じてガス成分が放出する現象

・波過
蒸発ガスの排出抑制装置である活性炭キャニスター(後述)がオーバーフローして蒸発ガスが放出する現象

・給油時の燃料蒸発
給油時には、燃料タンクの給油口や給油ノズルとの隙間から、蒸発ガスが放出

透過は、ガソリン成分が透過しにくい材質を使用することである程度抑えられます。波過については、キャニスター容量や制御の最適化が行われています。

活性炭キャニスターは、筒状の容器に詰めた活性炭でガソリン蒸気を吸着、一定量溜まるとエンジンの吸気管に投入して再燃焼する装置で、ほとんどのクルマに装着されています。

給油時の燃料蒸発ガスについては、米国ではすでに規制済みですが、日本や欧州ではまだ規制されていません。最近日本でも問題視され、規制化の動きが活発化しています。

ガソリン車の燃料蒸散ガス
ガソリン車の燃料蒸散ガス

●燃料蒸発ガス計測のためのSHED設備

燃料蒸発ガスの計測は、SHED(Sealed Housing for Evaporative)という専用の試験設備で行います。SHEDは、クルマ全体から放出される燃料蒸発ガス量を計測する密閉室です。

試験走行直後などの前提条件を満たした後、試験車をSHEDに入れ、室温を試験法に従って変化(20〜35℃)させて、クルマ全体から放出される燃料蒸発ガス量、すなわち試験室内に溜まったHC重量を計測します。

SHEDは、気密性に加えて室内温度変更時に圧力変化を起こさないような構造になっており、また内壁にはHCの吸着脱離が発生しないようにステンレスやアルミが使われます。

●燃料蒸発ガスの試験方法

日本の法規では、停車直後と駐車場での長時間放置を想定した2つの試験、「暖気放置時排出試験」と「終日保管時排出試験」が規定されています。

・暖気放置時排出(HSL:Hot Soak Loss)試験

試験車両を一定放置の後、規定のモード走行による車両暖気を行い、即座にSHED内に1時間(23〜31℃)放置します。密閉開始時と終了時のHCの排出重量を計測してHC排出量を求めます。

・終日保管時排出(DBL:Diurnal Breathing Loss)試験

HSL試験終了後、DBL試験前の準備として6〜36時間放置します。放置終了後、SHED室内に48時間放置して、SHED内温度を20℃から35℃まで上昇させて再び下降させます。

密閉開始時と終了時のHCの排出重量を計測してHC排出量を求めます。

SHED試験設備
SHED試験設備

ガソリンエンジンの排気管から排出されるHC量は、排ガス規制の強化とともに技術が進み大幅に低減されています。同様に燃料蒸発ガス規制も厳しさを増し、燃料系の構成や材質に留意した設計が求められています。

(Mr.ソラン)